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Aplicaciones del

Jet-Grouting

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APLICACIONES DEL JET-GROUTING Aetess

Junio 2019

Aplicaciones del Jet-Grouting

La técnica del jet-grouting se viene aplicando tanto en obra nueva como en

obras de recalce o de refuerzo, y tanto en trabajos permanentes como

provisionales. Constituye un sistema que, en ocasiones, es más adecuado que

los tradicionales (micropilotes e inyecciones). A continuación se recogen

algunas de las aplicaciones más usuales:

A. En recalce de cimentaciones, de estructuras sometidas a una

patología geotécnica, que obligue a reforzar su cimentación. También

se aplica en ocasiones en donde por cambios de uso de la estructura, o

modificaciones en la misma, es preciso absorber incrementos de carga

a nivel de cimentación.

Presenta esta técnica, frente a la tradicional de los micropilotes, la

ventaja de no exigir al cimiento a recalzar una gran capacidad

estructural dado que su apoyo en el suelo tratado se realiza en una zona

más amplia, sin “puntos duros”, al ser la transmisión de esfuerzos

básicamente por compresión. Por el contrario en fase constructiva, y

al ser la zona tratada más amplia, y hasta que se produzca el fraguado,

se deben evitar posibles asientos y giros de la cimentación. En función

del diseño del recalce debe valorarse la conveniencia de realizar un

apeo provisional de cada zona de la estructura a recalzar.

Las columnas se suelen situar en un número no inferior a tres, por

estabilidad, en las zapatas aisladas (Figura 1), y al tresbolillo en los

muros o zapatas corridas (Figura 2). La relación área de zapata a área

de columna es importante. En principio el tratamiento está más

indicado en elementos continuos o de gran superficie que bajo zapatas

aisladas o de pequeñas dimensiones.

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Alzados

Plantas

Figura 1. Zapata aislada Figura 2. Zapata continua

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También puede utilizarse para mejorar la capacidad portante

confinando perimetralmente el núcleo de terreno situado bajo el

cimiento (Figura 3).

Figura. 3 Croquis de recalce de zapata aislada con columnas de jet

exteriores (confinamiento periférico)

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Debe tenerse en cuenta que el tratamiento con jet grouting disminuye

a corto plazo (horas) la capacidad portante del terreno bajo la zapata.

En el diseño del recalce se adecuará el tamaño de las columnas a la

geometría del elemento a recalzar, a fin de considerar la disminución

indicada.

En el caso de zapatas aisladas será imprescindible el apeo y

arriostramiento del pilar, esto último sólo en caso de que no estuviera

ya arriostrado por la estructura.

B. En cimentaciones de estructuras de nueva planta, en obras de

difícil acceso o con poco gálibo. Constituye, cuando es adecuada, una

técnica alternativa a las cimentaciones especiales convencionales

(pilotes, elementos portantes, micropilotes). Se trata de crear bajo la

nueva cimentación un terreno (suelo tratado + terreno confinado) con

un menor módulo de deformación que el hormigón y el acero, y mayor

resistencia y rigidez que el suelo natural (Figura 4).

Los diseños se suelen basar en crear una zona tratada bajo cada una de

las nuevas zapatas de la estructura. En planta cada una de estas zonas

tratadas puede ser mayor que la base de cada una de las propias

zapatas.

Figura 4. a Croquis de cimentación de zapata con columnas de jet -

Sección

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Figura 5. Croquis de prolongación

de cimentaciones profundas

Figura 4. b Croquis de cimentación de zapata con columnas de jet -

Planta

C. En la prolongación de pantallas o cimentaciones profundas,

cuando es preciso aumentar su capacidad portante, mejorar el terreno

de apoyo de la cimentación o llegar a una zona impermeable.

Se suele realizar, cuando está previsto en

proyecto como tratamiento de punta, a través de

tubos colocados al efecto en los pilotes o

elementos portantes (en general solidarios a su

armadura), y en caso contrario perforando el

hormigón de los mismos (Figura 5).

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También se puede utilizar en la reparación de defectos de

hormigonado en cimentaciones profundas.

Figura. 6 Croquis de reparación de hormigón en pilotes.

D. En la protección de estructuras frente a excavaciones próximas,

aplicadas en terrenos de baja consistencia, con o sin agua, con el fin

de bajar su plano de cimentación por debajo de la máxima excavación

proyectada.

Constituyen pantallas de suelo tratado y se suelen realizar en secciones

transversales al frente de excavación, y en abanicos, desde el exterior

del edificio cuya cimentación se desea reforzar (Figura 7).

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E. En la realización de paraguas en la excavación y emboquille de

túneles con zonas de terreno no cohesivos o en túneles con escaso

recubrimiento.

Se realizan a medida que avanza la excavación del túnel, siguiendo el

perímetro de la excavación, solapando las columnas del tratamiento

con las realizadas en la fase anterior, con una ligera inclinación (no

más de 20º). En caso de terrenos algo cohesivos y sin agua no es

necesario el solape lateral entre columnas de un mismo paraguas

(Figura 8).

Estructura nueva

Figura. 7 Croquis de protección de excavaciones

Estructura existente

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Figura 8. Perfil longitudinal y sección transversal de paraguas con

columnas de jet grouting

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F. En la construcción de bóvedas en túneles formadas por columnas de

jet verticales secantes, cuya geometría se adapta a la directriz

transversal del túnel.

Figura 9. Pre bóveda de jet grouting para la ejecución de un túnel en

terreno granular

G. En la realización de pantallas de protección y barreras delgadas,

para crear en unos casos recintos resistentes y estancos que permitan

efectuar en condiciones de seguridad excavaciones, o crear barreras de

impermeabilización de poco espesor en el interior del terreno,

generalmente contra la contaminación.

En el primer caso se realizan columnas secantes, solapadas en una o

varias filas, en función de las solicitaciones (fundamentalmente,

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flexión y cortante) a la que van a estar sometidas (Figura 10). En el

caso de las pantallas delgadas la ejecución de cada columna se realiza

sin giro del monitor, de manera que produzca el solape de los paneles

formados (Figura 11).

Figura 10. Croquis de pantalla con columnas secantes de jet

Figura 11. Croquis de barreras delgadas hechas con columnas de jet

sin rotación

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H. En la creación de pantallas de estanqueidad, como es el caso de

tapones de fondo en recintos apantallados sometidos a subpresiones

(Figura 12), o en barreras de impermeabilización en núcleos de presas

(Figura 13).

Se realiza el tratamiento ejecutando columnas secantes, solapadas

entre sí, y en un espesor determinado del terreno. Este espesor y la

densidad de las columnas es función de las solicitaciones

(fundamentalmente la subpresión) a las que van a estar sometidas, las

cuales provocan esfuerzos de flexión y cortante.

En tapones de fondo suele ser necesario ejecutar una solera sobre el

jet, generalmente armada, para resistir toda la subpresión (Figura 14).

En ocasiones el jet se utiliza para crear estampidores de

acodalamiento de pantallas bajo el fondo de excavación previamente

a la ejecución de esta.

Figura 12. Croquis de tapón de Jet Figura 13. Croquis de barreras

de impermeabilización

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En presas es frecuente la necesidad de pantallas dobles o triples.

Figura 14 Ejemplo de aplicación de tapón de jet grouting para la ejecución de un túnel

de metro (sistema cut and cover)

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I. Otras aplicaciones:

• Como elemento de impermeabilización en juntas de

pantallas in situ (Figura 15), o como elemento de cierre en

pantallas de pilotes o micropilotes, cuando estos se

construyen separados. En este caso las columnas se realizan

entre cada dos pilotes o micropilotes. Estos últimos sirven de

elementos estructurales, proporcionando el jet grouting la

impermeabilización necesaria.

• En pantallas de protección de edificios y de servicios para la

construcción de túneles (Figura 16).

Figura 15. Vista en planta de la impermeabilización de una junta de

pantalla de hormigón con una columna de jet sectorial

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Figura 16. Pantallas de jet grouting de protección de edificios y servicios

para la excavación de túneles

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• En el cierre del gap en las pantallas de los pozos de salida de

tuneladoras, en suelos con capas arenosas (Figura 17).

Figura 17. Jet grouting para el cierre del gap en los pozos de salida de

tuneladoras, en suelos arenosos

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• En la llegada de las tuneladoras a las estaciones, para evitar la

formación de socavones al romper la pantalla de cierre (Figura

18).

Figura 18. Jet grouting para el refuerzo del terreno en la llegada de las

tuneladoras a las estaciones

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• En la construcción de los denominados “bloques técnicos” para

permitir el acceso al frente de las tuneladoras, para el cambio de

las herramientas de corte (Figura 19).

Figura 19. Tratamiento con jet grouting para acceder al frente del escudo

o tuneladora

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• En el recalce de muelles para permitir el aumento de calado

(Figura 20).

Figura 20. Recalce de un muelle con una pantalla de columnas de jet

grouting

Pantalla de columnas

de jet grouting

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